缺失ATP合酶和插入VHb基因对钝齿棒杆菌谷氨酸产量的影响

为了提高钝齿棒杆菌生产谷氨酸的产量,以谷氨酸生产菌钝齿棒杆菌（Corynebacterium crenatum）T6-13为出发菌株,利用同源重组技术使其缺失ATP合酶基因（atp）并进一步插入透明颤菌血红蛋白基因（VHb）,得到两株重组菌株T6-13-Δatp和T6-13-Δatp-tac-VHb,通过检测重组菌株谷氨酸产量及生长情况可以看出,在发酵32 h后,atp基因缺失菌株较出发菌株谷氨酸产出累积量高27.76%,但atp基因缺失导致菌体生长缓慢且无法到达出发菌株稳定期浓度,而插入VHb基因的atp基因缺失菌株的谷氨酸产出累积量较出发菌株高36.91%,且菌体的生长速率及稳定期浓度与出发菌株基本一致。     

氧化还原电位调控对钝齿棒杆菌代谢通量分布的影响

研究不同氧化还原电位对钝齿棒杆菌厌氧发酵特性的影响,并对菌株的代谢通量分布特征进行了分析。结果表明,氧化还原电位由－56 mV降为－400 mV时,发酵液中琥珀酸质量浓度由14 g/L上升为20.2 g/L,乳酸质量浓度由44.9 g/L下降为35.2 g/L。代谢通量分析结果表明,降低氧化还原电位对6-磷酸葡萄糖与磷酸烯醇式丙酮酸节点处的代谢流分布影响显著。氧化还原电位为－400 mV时,胞内戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway,HMP）代谢通量与－56 mV相比增加了1.74 倍,由磷酸烯醇式丙酮酸流向C4途径的代谢通量与－56 mV相比增加了78%,琥珀酸通量由31.73 mmol/（L·g·h）增加到56.53 mmol/（L·g·h）,乳酸代谢通量由159.73 mmol/（L·g·h）下降为133.50 mmol/（L·g·h）。研究结果表明6-磷酸葡萄糖与磷酸烯醇式丙酮酸节点是影响钝齿棒杆菌厌氧发酵产琥珀酸的关键节点,为后期通过菌种改造以调节乳酸和琥珀酸的生成比、实现乳酸与琥珀酸联产奠定了基础。     

生物转化法生产琥珀酸进展与展望

琥珀酸广泛用于食品、医药和化工等行业,市场前景广阔。生物转化法制备琥珀酸具有价格低廉、环境友好、资源可再生等优点,受到国内外学者的广泛关注。综述了近年来该领域研究的热点方向,着重介绍了大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌等作为出发菌株的代谢工程改造及菌种发酵优化等方面的研究进展,展望了今后研究的热点方向。     

吐温对钝齿棒杆菌产L-精氨酸代谢的影响

目的:以课题组构建的钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)MT NAGK M4 △proBANcgl1221AdtsR1(CCM01)为出发菌株,探究吐温(Tween)对该菌产精氨酸代谢的影响.方法:优化精氨酸发酵及Tween质量浓度,测定菌体生长量、L-精氨酸产量、发酵液残糖量考察Tween ...     

串联表达NAD激酶和谷氨酸脱氢酶基因对L-谷氨酸产量的影响

由ppnk和gdh编码的NAD激酶和谷氨酸脱氢酶是L-谷氨酸合成途径中的两个重要酶。以谷氨酸生产菌CN1021基因组为模板PCR扩增ppnk和gdh基因并转化至该菌中,检测上述两个基因单独表达和串联表达对L-谷氨酸产量的影响。结果表明,当两个基因单独过表达时,其酶活性分别提高2.4和2.1倍,L-谷氨酸产量分别提高7.9%和1.4%。当将两个基因串联表达时,其酶活性分别提高2.0和1.5倍,L-谷氨酸的产量却提高了13.2%。说明过表达ppnk和gdh能够有效提高L-谷氨酸产量,且具有协同作用。     

L-异亮氨酸高产菌的原生质体融合育种

以黄色短杆菌ISW330(Met-+Ethr+α ABr+AECr)和谷氨酸棒杆菌AS1 495(Leu-)为出发菌株,应用原生质体融合技术,定向选育出一株L 异亮氨酸高产菌SW182(Met-+Leu-+Ethr+α ABr+AECr),该菌株能在发酵液中积累L 异亮氨酸,浓度可达23 8g/L.     

北京棒杆菌天冬氨酸激酶G377定点突变及酶学性质表征

采用饱和定点突变和高通量筛选技术,对北京棒杆菌天冬氨酸激酶（aspartate kinase,AK）AK Gly377位点进行突变,并筛选获得高活力突变体G377F,分离纯化后对G377F AK酶学性质进行表征。结果表明：突变体AK最适pH值为9.0,较突变前野生型（wide type,WT）最适pH值为8.5有所提高;最适反应温度与WT一致,均为25 ℃;半衰期由WT的2.6 h提高到5.3 h;pH耐受性在5 h内保持其活力50%以上,与WT 3 h内酶活力保持能力相同。G377F对金属离子和有机溶剂均表现出良好的抗性。其中,Lys的抑制作用在一定程度上被解除,当Lys和Met同时存在时对AK具有明显的激活作用。动力学研究显示：G377F AK Vmax较WT提高9.3 倍;n值为1.0明显低于WT的2.7,说明AK正协同性降低,趋向于米氏酶。     

谷氨酸棒状杆菌果糖代谢阻断工程菌的构建

谷氨酸棒状杆菌不仅可以利用葡萄糖和果糖作为碳源进行糖类代谢,也可以利用这些碳源作为底物生产葡萄糖酸、甘露醇及山梨醇等产品。为了提高底物利用率和目的产物的积累量,利用代谢工程阻断糖类代谢的磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统（phosphoenolpyruvate carbohydrate phosphotransferase system,PTS）和失活相应磷酸激酶。是实现此目标的有效手段。本实验利用同源重组和反向筛选等技术手段,分别获得ptsF单基因缺失工程菌CGΔptsF和ptsF、ptsH、ptsI三基因缺失工程菌CGΔptsFΔptsHΔptsI。工程菌的生长情况研究表明：在以葡萄糖为唯一碳源的培养基上,工程菌CGΔptsF和工程菌CGΔptsFΔptsHΔptsI与野生型生长情况基本一致,说明葡萄糖代谢不受3 个基因影响;在以蔗糖为唯一碳源的培养基上,工程菌CGΔptsF和工程菌CGΔptsFΔptsHΔptsI的生长速率分别是野生型的48.4%和29.7%,菌体浓度分别是野生型的61.6%和34.1%;在以果糖为唯一碳源的培养基上,工程菌CGΔptsF菌体浓度是野生型43.2%,工程菌CGΔptsFΔptsHΔptsI生长为0,证明其完全阻断了果糖代谢,同时说明果糖的PTS系统受ptsF、ptsH和ptsI基因编码的PTS相关蛋白的联合控制。果糖代谢阻断工程菌的获得,为进一步构建以果糖原型为底物的甘露醇或山梨醇生产工程菌株提供了遗传资源,也为谷氨酸棒状杆菌的糖类代谢研究提供了理论依据。